DE1057273B - Aid in the deformation of metals - Google Patents

Aid in the deformation of metals

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DE1057273B
DE1057273B DES53488A DES0053488A DE1057273B DE 1057273 B DE1057273 B DE 1057273B DE S53488 A DES53488 A DE S53488A DE S0053488 A DES0053488 A DE S0053488A DE 1057273 B DE1057273 B DE 1057273B
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

PATENTSCHRIFT 1 057PATENT 1 057 ANMELDETAG:REGISTRATION DAY:

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT:NOTICE THE REGISTRATION AND ISSUE OF EDITORIAL:

AUSGABE DER PATENTSCHRIFT:ISSUE OF PATENT LETTERING:

kl 23 c 1/04kl 23 c 1/04

INTERNAT. KL. C 10 HI 14. MAI 1957 INTERNAT. KL. C 10 HI MAY 14, 1957

14. M A I 19 5 914. MA I 19 5 9

19. OKTOBER 1961October 19, 1961

WEICHT AB VON DIVERS FROM

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

(S 53488 IVa/23 c)(S 53488 IVa / 23 c)

Während der Verformung von Metallen, z. B. beim Bohren, Drehen, Fräsen, Ziehen, Schleifen, Walzen und Pressen, ist es üblich, eine Hilfsflüssigkeit zu verwenden, die dem bearbeiteten Metall, einem Teil oder Teilen der Maschine oder dem verwendeten Werkzeug oder beiden zugeführt wird. Diese Flüssigkeit kann je nach ihrer Zusammensetzung unter anderem dazu dienen, Wärme abzuleiten, abfallende Späne u. dgl. abzuwaschen und die einander berührenden Flächen zu schmieren. Zu diesem Zweck können beispielsweise die sogenannten »wässerigen Kühlflüssigkeiten« verwendet werden, welche gewöhnlich wässerige Lösungen eines oder mehrerer Stoffe sind.During the deformation of metals, e.g. B. drilling, turning, milling, drawing, grinding, rolling and pressing, it is common to use an auxiliary liquid that is the machined metal, part or Parts of the machine or the tool used or both is fed. This liquid can ever According to their composition, they serve, among other things, to dissipate heat, to wash away chips and the like and to lubricate the contacting surfaces. For this purpose, for example, the so-called "aqueous cooling liquids" are used, which are usually aqueous solutions of a or more substances.

Bei der Verwendung solcher wässeriger Flüssigkeiten als Hilfsmittel während der Metallverformung ist aber die Lebensdauer der betreffenden Bearbeitungswerkzeuge bzw. Vorrichtungen verhältnismäßig kurz, so daß diese Teile relativ häufig ausgewechselt werden müssen. Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß die Lebensdauer der Werkzeuge beträchtlich verlängert werden kann, wenn man solche wässerigen Flüssigkeiten verwendet, die ein Metallchlorid, -bromid oder -jodid in solchen Konzentrationen enthalten, daß mehr als 0,03 Grammäquivalente an Halogenionen pro· Liter Flüssigkeit vorliegen. Wegen der bekannten Korrosivität halogenidhaltiger und insbesondere chloridhaltiger wässeriger Lösungen enthalten die neuen Metallbearbeitungshilfsmittel außerdem eine ausreichende Menge eines oder mehrerer Korrosionsverhinderer, wie sie auch sonst in derartigen Hilfsflüssigkeiten üblich sind.When using such aqueous liquids as an aid during metal deformation however, the service life of the relevant machining tools or devices is relatively short, so that these parts have to be replaced relatively frequently. Surprisingly, it has now been found that the life of the tools can be extended considerably if you water them Liquids used that contain a metal chloride, bromide or iodide in such concentrations that there are more than 0.03 gram equivalents of halogen ions per liter of liquid. Because the known corrosiveness of halide-containing and especially chloride-containing aqueous solutions the new metalworking auxiliaries also contain a sufficient amount of one or more Corrosion inhibitors, as they are otherwise common in auxiliary fluids of this type.

Bei Verwendung dieser halogenidhaltigen Flüssigkeiten kann beispielsweise ein Bohrer oder Fräser bzw. ein Zieheisen viel länger zur Metallverformung benutzt werden als bei Anwendung der bisher für diesen Zweck eingesetzten wässerigen Hilfsflüssigkeiten. Die neuen Hilfsmittel können bei der Verformung beliebiger Metalle außer Magnesium und dessen Legierungen zur Anwendung kommen.When using these halide-containing liquids, for example, a drill or milling cutter or a drawing die can be used for metal deformation for much longer than when using the previously for Aqueous auxiliary liquids used for this purpose. The new tools can be used in the deformation of any metals except magnesium and whose alloys are used.

Es ist bekannt, daß bei der Berührung von Metallen mit wässerigen chloridhaltigen Flüssigkeiten, wie Seewasser, schwierige Korrosionsprobleme auftreten, und es ist daher schon empfohlen worden, diese Korrosion durch den kombinierten Einsatz von Phosphaten und Oxydationsmitteln, wie Pei sulfat, zu bekämpfen. Es wurde bisher aber noch keine technische Lehre des Inhalts gegeben, halogenhaltige wässerige Lösungen gerade als Hilfsmittel bei der Verformung von Metallen einzusetzer und dadurch die Lebensdauer der B earbeitungs werkzeuge zu erhöhen.It is known that when metals come into contact with aqueous liquids containing chloride, such as seawater, difficult corrosion problems arise, and it has therefore been recommended to prevent this corrosion through the combined use of phosphates and oxidizing agents such as Pei sulfate. It So far, however, no technical teaching of the content has been given, halogen-containing aqueous solutions just to be used as an aid in the deformation of metals and thereby the service life of the Increase machining tools.

Es sind weiterhin schon chloridhaltige Sparbeizen beschrieben worden, welche die Zunderschichten von Metalloberflächen ablösen, ohne das Metall selbst anzugreifen. Solche Beizen haben aber ganz andere Hilfsmittel bei der Verformung
von MetallenFurthermore, saving pickles containing chloride have already been described, which remove the layers of scale from metal surfaces without attacking the metal itself. Such stains have completely different tools for deformation
of metals

Patentiert für:Patented for:

»Shell« Research Limited, London"Shell" Research Limited, London

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 16. Mai 1956 und 15. März 1957Claimed priority:
Great Britain 16 May 1956 and 15 March 1957

Charles Sidney Giddy,Charles Sidney Giddy,

Heswall, Cheshire (Großbritannien),Heswall, Cheshire (UK),

ist als Erfinder genannt wordenhas been named as the inventor

3° Eigenschaften, als sie von wässerigen Kühlflüssigkeiten für die Metallverformung verlangt werden, da es sich im ersteren Fall um eine reine Oberflächenbehandlung handelt.3 ° properties than are required of aqueous coolants for metal deformation, since in the first case it is a pure surface treatment.

Außerdem ist das Aufbringen von Oxalat- oder Sulfitschichten auf z. B. Stahloberflächen aus ferrosalzhaltigen Lösungen beschrieben worden. Diese Beschichtungslösungen können außerdem Chloridionen enthalten, um die Eigenschaften der betreffenden Schichten zu modifizieren. Es handelt sich hierbei aber nicht um eine Verformung der Metalle in Anwesenheit von Halogenidionen.In addition, the application of oxalate or sulfite layers on z. B. Steel surfaces made of ferrous salts Solutions have been described. These coating solutions can also contain chloride ions to modify the properties of the layers concerned. It is here but not a deformation of the metals in the presence of halide ions.

Schließlich ist noch empfohlen worden, bei der spanabhebenden Verformung von Aluminium alkalische Chromatlösungen bzw. nitrathaltige Zinkphosphatlösungen als Hilfsflüssigkeit zu verwenden. Solche Lösungen werden unter anderem auch zum Rostschutz eingesetzt, d. h. für die chemische Oberflächenbehandlung von Metallen. Die betreffenden Schneidflüssigkeiten enthalten jedoch keine Halogenionen. Finally, it has also been recommended that aluminum be alkaline when machining To use chromate solutions or nitrate-containing zinc phosphate solutions as auxiliary liquids. Such solutions are used, inter alia, for rust protection, i. H. for chemical surface treatment of metals. However, the cutting fluids in question do not contain any halogen ions.

Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung wird eine Flüssigkeit als praktisch nicht korrodierend betrachtet, wenn sie dem Test Nr. IP125/52 desIn the context of the present description, a liquid is regarded as practically non-corrosive, if they pass test no. IP125 / 52 of the

109 696/426109 696/426

3 43 4

institute of Petroleum's Standard Methods zur sich allein oder in Mischung mit anderen Verbin-Prüfung von Petroleum und seinen Produkten ent- düngen geeignete Stoffe sind z. B. prim. Natriumspricht. Dieser Test besteht darin, daß eine geringe phosphat, Trinatriumphosphat, Kaliumnitrit, Natrium-Menge der Flüssigkeit auf ein Häufchen von Stahl- carbonat, Kaliumchromat, Kaliumbichromat und spänen auf einer Gußeisenplatte aufgebracht wird und 5 Natriumbenzoat.Institute of Petroleum's Standard Methods for use alone or in combination with other verbin tests de-fertilize petroleum and its products suitable substances are e. B. prim. Sodium speaks. This test consists in that a small amount of phosphate, trisodium phosphate, potassium nitrite, sodium the liquid on a pile of steel carbonate, potassium chromate, potassium dichromate and chips is applied to a cast iron plate and 5 sodium benzoate.

daß die Platte mit den Feilspänen in der in der Prüf- Im einfachsten Fall kann die bei einer Metallvorschrift, angegebenen Weise vorbereitet und unter verformung erfindungsgemäß verwendete Flüssigkeit festgelegten Temperatur- und Feuchtigkeitsbedin- eine Lösung eines Metallchlorids, -bromids oder-jodids gungen gehalten wird. Nach 24 Stunden wird die Jn Wasser, zusammen mit einer geeigneten Menge Oberfläche der Platte auf Korrosion untersucht. io eines oder mehrerer Korrosionsverhinderer, sein. In Nähere Einzelheiten über den Test sind ersichtlich aus anderen Fällen kann die Flüssigkeit z. B. eine wässeden S. 472 bis 474 der 15. Ausgabe von »Standard rige Lösung von Natrium-oder Kaliumnitrit und/oder Methods for Testing Petroleum and its Products«, der entsprechenden Chromate sowie des Metallchlorids, veröffentlicht von dem Institute of Petroleum. -bromids oder -jodids, zusammen mit einem Puffer-Wenn die metallischen Teile der Bearbeitungs- 15 mittel, wie Natriumcarbonat oder -acetat, Borax oder vorrichtungen bzw. Verformungswerkzeuge und be- Triäthanolamin, sein.that the plate with the filings in the test, in the simplest case can be prepared in the manner specified in a metal specification and with deformation of the liquid used according to the invention specified temperature and moisture conditions, a solution of a metal chloride, bromide or iodide is kept. After 24 hours, the J n water, together with a suitable amount of the surface of the plate, is examined for corrosion. io one or more corrosion inhibitors. Further details about the test can be seen in other cases, the liquid can e.g. B. an aqueous p. 472 to 474 of the 15th edition of "Standard rige solution of sodium or potassium nitrite and / or Methods for Testing Petroleum and its Products", the corresponding chromates and the metal chloride, published by the Institute of Petroleum. -bromids or -iodides, together with a buffer -When the metallic parts of the processing agent, such as sodium carbonate or acetate, borax or devices or shaping tools and be triethanolamine.

treffenden Maschinen aus verschiedenen Metallen mit Es wurde ein Vergleich zwischen den erfindungszu hohem elektrischem Potentialunterschied bestehen,, gemäß verwendeten Hilfsflüssigkeiten und einer beso kann bei Verwendung der erfindungsgemäßen kannten, handelsüblichen wässerigen Flüssigkeit durchwässerigen halogenidhaltigen Hilfsmittel trotz der 20 geführt mittels Feststellung der Lebensdauer eines Anwesenheit von einem oder mehreren Korrosions- Bohrers unter Verwendung eines Bohrers mit 6,25 mm Verhinderern unter Umständen eine etwas verstärkte Durchmesser zum Bohren von Löchern durch eine Korrosion auftreten. Dieser kleine Nachteil wird aber Stahlplatte von 10,67 mm Dicke nach British Stanin den meisten Fällen aufgewogen durch die ent- Hard 328.Matching machines made of different metals with a comparison between the erfindungszu high electrical potential difference exist, according to the auxiliary liquids used and a special can become watery when using the known, commercially available aqueous liquid according to the invention halide-containing auxiliaries despite the 20 led by means of determining the service life of a Presence of one or more corrosion drills using a 6.25 mm bit Prevent possibly a slightly increased diameter for drilling holes through a Corrosion occur. However, this small disadvantage becomes steel plate 10.67 mm thick according to British Stanin most of the cases outweighed by the ent- Hard 328.

sprechend verlängerte Lebensdauer der Verformungs- 25 Der Bohrer machte 1600 Umdrehungen pro Minute werkzeuge. Im allgemeinen bestehen die betreffenden und hatte einen Vorschub von 0,18 mm pro UmMaschinenteile aber aus Stahl oder Eisenlegierungen, drehung. Die Flüssigkeit, welche normalerweise in und dann ist die Korrosionsgefahr sehr gering. konzentrierter Form in den Handel gebracht und vor Vorzugsweise werden solche Mengen des Metall- der Anwendung mit Wasser auf das zehnfache chlorids, -bromids oder -jodids verwendet, daß die 30 Volumen verdünnt wird, hatte folgende Zusarnmen-Konzentration des Halogenions im Bereich von 0,1 setzung:
bis 1,0 Grammäquivalenten/Liter liegt. Sehr geeignetThis means longer service life of the tools 25 The drill made 1600 revolutions per minute. In general, these are made and had a feed rate of 0.18 mm per UmMachineteile but made of steel or iron alloys, rotation. The liquid that is normally in and then the risk of corrosion is very low. concentrated form on the market and before. 1 setting:
up to 1.0 gram equivalents / liter. Very suitable

sind die Chloride, Bromide und Jodide der Alkali- Natriumacetat 17%are the chlorides, bromides and iodides of the alkali sodium acetate 17%

metalle, des Berylliums, Magnesiums, der Erdalkali Natriumnitrit 23%metals, beryllium, magnesium, alkaline earth sodium nitrite 23%

metalle, des Zinks, Cadmiums, Aluminiums, Chroms 35 Triäthanolamin 14%metals, zinc, cadmium, aluminum, chromium 35 triethanolamine 14%

(Chromo- und Chromverbindungen), des Mangans, Wasser '. 46%(Chromium and chromium compounds), manganese, water '. 46%

Eisens (Ferro- und Fernverbindungen), des KobaltsIron (ferrous and remote compounds), cobalt

und des Nickels. Bei der empfohlenen Verdünnung ergab dieseand of nickel. At the recommended dilution this resulted

Die neuen wässerigen Hilfsmittel werden bei der Flüssigkeit eine Bohrerlebensdauer von etwa fünfzigThe new aqueous aids will have a drill life of about fifty in the liquid

durchzuführenden Metallverformung in beliebiger, an 40 Löchern, die nach der vorerwähnten PrüfvorschriftMetal deformation to be carried out in any, at 40 holes, according to the aforementioned test specification

sich bekannter Weise auf die betreffenden Flächen gebohrt worden waren.known to have been drilled on the surfaces in question.

aufgesprüht oder aufgetropft bzw. dem Werkzeug oder Durch Zugabe von V2 Gewichtsprozent Natriumzu verformenden Metall kontinuierlich zugeführt, so chlorid zu der verdünnten Flüssigkeit wurde die daß sich ein gleichmäßiger Film ausbreitet. Bohrerlebensdauer auf neunzig bis hundert nach der Ein wesentlicher Bestandteil der erfindungsgemäß 45 gleichen Vorschrift gebohrte Löcher verlängert. Eine verwendeten wässerigen Flüssigkeiten ist eine be- ähnliche Bohrerlebensdauer, d. h. neunzig bis hundert stimmte Menge eines oder mehrerer korrosions- gebohrte Löcher, wird mit einer Flüssigkeit erhalten, hindernder Stoffe, so daß die Flüssigkeiten im Sinne die je 1% Natriumnitrit, prim. Natriumphosphat und der oben beschriebenen Prüfmethoden praktisch nicht Triäthanolamin neben V2*/« Natriumchlorid enthält, korrodierend gemacht werden. Im Falle des Natrium- 50 Versuche, bei welchen die Wirkung verschiedener chlorids haben sich kleine Mengen von Natriumnitrit Anionen und die Wirkung infolge einer Änderung der und sek. Natriumphosphat als gute Korrosions- Kationen verglichen wurden, zeigten die nachstehend Verhinderer erwiesen. So wirkt z. B. eine wässerige angegebenen Resultate bezüglich der Bohrerlebens-Lösung, die 2 Gewichtsprozent festes Natriumchlorid dauer (bestimmt nach der oben beschriebenen Prüfenthält, nicht korrodierend durch Zusetzen von je 55 methode). Bei diesen Versuchen wurde die Anwendung 1 Gewichtsprozent sek. Natriumphosphat und Natrium- VOn Lösungen von Metallchlorid, -bromid oder -jodid nitrit. Andere Stoffgemische, die zu diesem Zweck zu- verglichen mit derjenigen von Wasser allein, wobei zu gesetzt werden können, sind: je 1 Gewichtsprozent den halogenidhaltigen Lösungen noch Korrosionssek. Natriumphosphat und Borax oder je 1 Gewichts- Verhinderer zugesetzt wurden.sprayed or dripped on or fed continuously to the tool or metal to be deformed by adding V2 percent by weight of sodium, so that the diluted liquid became chloride so that a uniform film spreads out. Drill life extended to ninety to one hundred after the holes drilled according to the invention. An aqueous liquid used is a similar drill life, ie ninety to one hundred correct amounts of one or more corrosion-drilled holes are obtained with a liquid, hindering substances, so that the liquids in the sense of 1% sodium nitrite, prim. Sodium phosphate and the test methods described above practically do not contain triethanolamine in addition to V2 * / «sodium chloride, can be made corrosive. Have in the case of sodium 50 experiments in which the effect of different chloride small amounts of sodium nitrite anions and the effect due to the change and sec. Sodium phosphate were compared as good corrosion cations, the following proved to be preventers. So acts z. B. an aqueous given results with respect to the Bohrerleben solution, which contains 2 percent by weight solid sodium chloride duration (determined according to the test described above, non-corrosive by adding each 55 method). In these experiments the application was 1 percent by weight sec. Sodium phosphate and sodium VO n solutions of metal chloride, bromide or iodide nitrite. Other mixtures of substances that can be used for this purpose compared with that of water alone, in which case too, are: 1 percent by weight of the halide-containing solutions plus corrosion seconds. Sodium phosphate and borax or 1 weight inhibitor each were added.

prozent sek. Natriumphosphat, Natriumcarbonat und 60 j?s wurden verschiedene Metalle verglichen unter Triäthanolamin oder je 1 Gewichtsprozent sek. Anwendung von Lösungen der Chloride, die V3 Ge-Natriumphosphat, Natriumnitrit und Triäthanolamin. wichtsprozent Chlor enthielten. Die Bohrerlebens-Andere als korrosionshindernde Zusätze entweder für dauer (Zahl der gebohrten Löcher) war folgende:percent sec. Sodium phosphate, sodium carbonate and 60 j? s WUR the different metals compared under triethanolamine or 1 percent by weight sec. Application of solutions of the chlorides, the V 3 Ge sodium phosphate, sodium nitrite and triethanolamine. contained chlorine by weight. The drill life-other than corrosion-preventing additives either for the long term (number of drilled holes) was the following:

Wasser alleinWater alone

NaClNaCl

Salz
K Cl Ca Cl2 salt
K Cl Ca Cl 2

BaCl2 BaCl 2

Bohrerlebensdauer .. .Drill life ...

1111th

6060

6363

6161

Ein Vergleich von Natriumchlorid, -bromid undA comparison of sodium chloride, bromide and

-jodid unter Anwendung von Lösungen, die-iodide using solutions that

0,09 Grammäquivalente/Liter des Halogenions enthielten, ergaben folgende Resultate:Containing 0.09 gram equivalents / liter of the halogen ion gave the following results:

Bohrerlebensdauer Drill life

Wasser
alleinwater
alone

1515th

Salz
NaCl I NaBrsalt
NaCl I NaBr

NaINaI

9494

5757

Bei einem Vergleich gaben Lösungen von Natrium sulfid und Natriumnitrit, die beide als Mittel zur Verlängerung der Werkzeuglebensdauer vorgeschlagen worden sind, nach dem gleichen Test eine Bohrerlebensdauer von 23 bzw. 26.In a comparison gave solutions of sodium sulfide and sodium nitrite, both of which have been suggested as means of extending tool life after the same test a drill life of 23 and 26 respectively.

Ein Vergleich von Lösungen von Calciumchlorid wechselnder Konzentration (die Konzentrationen sind in Gewichtsprozent angegeben) ergab die folgenden Resultate:A comparison of solutions of calcium chloride of varying concentration (the concentrations are given in percent by weight) gave the following results:

Wasser alleinWater alone 2828 Lösung
V20/0solution
V20 / 0 1%>1%> 10 Vo10 Vo Bohrerlebensdauer Drill life 11 bis 1511 to 15 50 bis 6050 to 60 300300 450450

Claims (4)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verwendung einer nicht korrodierend wirkenden wässerigen Flüssigkeit, die ein Metallchlorid, -bromid oder -jodid in solcher Konzentration, daß mehr als 0,3 Grammäquivalente an Halogenionen pro Liter Flüssigkeit vorliegen, sowie einen oder mehrere an sich bekannte Korrosionsverhinderer enthält, als Hilfsmittel während der Verformung von Metallen, mit Ausnahme von Magnesium und seinen Legierungen.1. Use of a non-corrosive aqueous liquid containing a metal chloride, bromide or iodide in such a concentration that more than 0.3 gram equivalents of halogen ions present per liter of liquid, as well as one or more corrosion inhibitors known per se contains, as an aid during the deformation of metals, with the exception of magnesium and its alloys. 2. Ausführungsform der Erfindung nach An-Spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des Halogenions 0,1 bis 1,0 Grammäquivalente pro Liter Flüssigkeit beträgt. 2. Embodiment of the invention according to claim 1, characterized in that the concentration of the halogen ion is 0.1 to 1.0 gram equivalents per liter of liquid. 3. Ausführungsform der Erfindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wässerige Flüssigkeit Natriumchlorid enthält.3. Embodiment of the invention according to claim 1 or 2, characterized in that the aqueous liquid contains sodium chloride. 4. Ausführungsform der Erfindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit sek. Natriumphosphat und/oder Natriumnitrit und/oder Triäthanolamin als korrosionshindernde Substanz enthält.4. Embodiment of the invention according to claim 3, characterized in that the liquid sec. Sodium phosphate and / or sodium nitrite and / or triethanolamine as corrosion inhibitors Contains substance. In Betracht gezogene Druckschriften:Considered publications: Deutsche Patentschriften Nr. 734 852, 748 559,
578, 818 671, 851 102, 853 481, 856 774, 900 641, 649, 734 851, 811900;German patents No. 734 852, 748 559,
578, 818 671, 851 102, 853 481, 856 774, 900 641, 649, 734 851, 811900; britische Patentschrift Nr. 661 385;British Patent No. 661,385; Betriebsblatt AWF (März 1938), Kühlen und Schmieren bei der Metallbearbeitung, Ziff. 8;Betriebsblatt AWF (March 1938), Cooling and Lubricating in Metal Working, No. 8; Werkstoffe und Korrosion (1950), S. 324- bis 327;Werkstoffe und Korrosion (1950), pp. 324-327; Machu: Oberflächenbehandlung von Eisen und Nichteisenmetallen (1954), S. 256;Machu: Surface treatment of iron and non-ferrous metals (1954), p. 256; Kronenberg: Grundzüge der Zerspanungslehre (1954), S. 52;Kronenberg: Grundzüge der Zerspanungslehre (1954), p. 52; Stahl und Eisen (1950), S. 977 bis 984.Stahl and Eisen (1950), pp. 977 to 984.
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